Lenskiy_2

31

При автоматизации экстракционной установки применяются также каскадные системы регулирования: регулирование расхода греющего пара в подогреватели исходной смеси и экстрагента с корректировкой по температуре, что обеспечивает подачу указанных технологических потоков в экстрактор с заданной по технологическому регламенту температурой. Для поддержания постоянного уровня раздела фаз в экстракторе достаточно использовать одноконтурную систему регулирования.

Каскадные системы регулирования находят широкое применение при автоматизации процесса ректификации. Это регулирование расхода хладоагента на дефлегматор с корректировкой по давлению верха колонны; регулирование расхода кубовой жидкости с корректировкой по уровню в кубе ректификационной колонны; регулирование расхода греющего пара на подогреватель с корректировкой по температуре исходной смеси, подаваемой в колонну.

Для обеспечения постоянства состав целевого продукта (дистиллята или кубовой жидкости) используют каскаднокомбинированные системы регулирования. Если целевой продукт дистиллят, то применяют систему регулирования расхода флегмы с корректировкой по температуре на контрольной тарелке верхней части колонны и составу исходной смеси (рис. 5.7). При этом подача греющего пара в кипятильник поддерживается постоянной. В том случае, когда целевым продуктом является кубовая жидкость, осуществляют регулирование расхода пара в кипятильник с корректировкой по температуре на контрольной тарелке нижней части колонны и составу исходной смеси (рис. 5.8). Расход флегмы в этом случае поддерживают постоянным. Если состав исходной смеси контролировать затруднительно, то для поддержания постоянного состава продукта используют указанные выше соответствующие каскадные системы.

Пар

FС

Исходная смесь

Кубовая жидкость Рис. 5.7. Схема автоматизации ректификационной установки (целевой продукт – дистиллят).

34

При автоматизации процесса выпаривания применяются следящие системы регулирования с корректировкой по третьему параметру. Используют схему регулирования соотношения расходов исходного раствора и греющего пара в первый корпус установки с корректировкой по составам раствора после первого корпуса и упаренного раствора после второго корпуса (рис. 5.9). Применение двух регуляторов концентрации позволяет намного сократить динамическую ошибку и время регулирования при поддержании постоянства состава упаренного раствора. Используются также каскадные системы регулирования для стабилизации температуры исходного раствора, подаваемого в первый корпус, а также давления и уровня во втором корпусе установки.

Следящие системы регулирования широко применяются и при автоматизации процесса сушки. Если сушильным агентом являются дымовые газы, получаемые путем сжигания топлива, то используют схему регулирования соотношения расходов топлива (ведущий поток) и первичного воздуха (ведомый поток). Подача топлива изменяется регулятором температуры в рабочей зоне сушилки, что обеспечивает поддержание постоянной влажности высушенного продукта (рис.5.10). При автоматизации противоточной барабанной сушилки (рис. 5.11) применяют каскадные системы регулирования: регулирование расхода подаваемого воздуха с корректировкой по температуре в барабане для обеспечения заданной влажности сухого материала и регулирование расхода греющего пара в подогреватель с корректировкой по температуре воздуха, подаваемого в сушильный барабан. В сушильных установках применяют также схему регулирования расхода отработанного сушильного агента с корректировкой по давлению на входе в циклон (рис. 5.10,

5.11).

38

6. Автоматизированные системы управления технологическими процессами

6.1. Назначение АСУ ТП

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) – это человекомашинная система, предназначенная для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления (ТОУ) в соответствии с принятым критерием управления. Под ТОУ в этом случае понимают технологическое оборудование с реализованным на нем технологическим процессом.

Создание и функционирование АСУ ТП направлено на получение определенных технико-экономических результатов (снижение себестоимости продукции, повышение качества целевых продуктов, уменьшение потерь, увеличение производительности установки и т.п.). Назначение АСУ ТП – обеспечить безопасность и устойчивость технологического процесса и проводить его в высокоинтенсивных и экономичных режимах.

Степень достижения задачи управления можно оценить с помощью критерия управления. Чаще всего цель управления ТОУ заключается в обеспечении максимального экономического эффекта. Для многих установок критерием управления может служить себестоимость С продукции:

производительность установки по побочным продуктам; Пц –

производительность установки по целевому продукту; Цпi – цена побочных продуктов.

Для сложных и крупных ТОУ критерием управления может служить прибыль:

где Пi – производительность по целевым продуктам; Цi – цена произведенной продукции; Зi – суммарные затраты на производство и его автоматизацию.

6.2. Основные функции АСУ ТП

Система управления ХТП выполняет ряд функций, объединенных но назначению в подсистемы:

информационную, управляющую, вспомогательную.

Назначение информационной подсистемы системы – предоставление технологическому персоналу (операторамтехнологам, начальникам смен и т. д.) оперативной, достоверной и своевременной информации о химикотехнологическом процессе. В функции информационной подсистемы входят: сбор и первичная обработка информации, расчет показателей качества продукции, расчет техникоэкономических показателей, контроль и техническая диагностика объекта управления (ХТП).

Управляющая подсистема предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на ТОУ. Выработка управляющих воздействий происходит на основании имеющейся информации. Управляющими функциями являются: одноконтурное, каскадное или многосвязное автоматическое регулирование; оптимизация статических и динамических режимов; координация подсистем и оптимальное распределение ресурсов; адаптивное управление с самообучением и изменением алгоритмов и параметров системы управления.

Основной тенденцией развития АСУ ТП является расширение использования электронных вычислительных машин и объема функций, передаваемых им. Применение компьютеров повышает эффективность работы ТОУ за счет улучшения представления операторам-технологам информации o состояний ТОУ, оптимизации статических и

40

динамических режимов, сокращения времени пуска и останова оборудования, предотвращения и локализации аварийных ситуаций, облегчения анализа и прогноза протекания нормальных и аварийных режимов работы ТОУ.

Вспомогательная подсистема предназначена выполнять функции, обеспечивающие нормальную эксплуатацию АСУ ТП. Вспомогательные функции АСУ ТП заключаются в сборе и обработке данных о состоянии технического и программного обеспечения АСУ ТП и представлении этой информации персоналу или осуществлении управляющих воздействий на соответствующие технические средства АСУ.

6.3.Разновидности АСУ ТП

Взависимости от распределения функций между техническими средствами автоматизации, степени централизации управления технологическими процессами и структуры вычислительной информационно-управляющей системы (вычислительного комплекса) различают несколько разновидностей АСУ ТП.

1.АСУ ТП, в которых все информационные и управляющие функции выполняются без применения вычислительного комплекса.

Основные функции таких систем управления: измерение и контроль параметров технологического процесса; стабилизация технологических режимов процесса па уровне, определяемом регламентом производства; программное управление (включая пуск и останов технологического процесса).

2.АСУ ТП с вычислительным комплексом, выполняющим информационно-вычислительные функции.

Системы этого вида дополнены вычислительным комплексом (ВК). ВК получает информацию о состоянии ТОУ и выполняет функции централизованного контроля и вычисления комплексных технических и техникоэкономических показателей. На оператора-технолога